В журнале Scientific American говорится, что если построить лестницу между Землей и Луной, то единственным материалом, способным перекрыть такое большое расстояние, не будучи разорванным собственным весом, будут углеродные нанотрубки.
Углеродные нанотрубки — это одномерный квантовый материал со специальной структурой. Их электрическая и тепловая проводимость обычно в 10 000 раз выше, чем у меди, прочность на разрыв в 100 раз выше, чем у стали, но плотность составляет всего 1/6 от стали и так далее. Они являются одним из наиболее практичных передовых материалов.
Углеродные нанотрубки — это коаксиальные круглые трубки, состоящие из нескольких или десятков слоев атомов углерода, расположенных в гексагональной структуре. Расстояние между слоями остается постоянным, приблизительно 0,34 нм, а диаметр обычно колеблется от 2 до 20 нм.
Термопластичный полиуретан (ТПУ)Благодаря высокой механической прочности, хорошей технологичности и превосходной биосовместимости, этот материал широко используется в таких областях, как электроника, автомобилестроение и медицина.
Путем смешивания в расплавеТПУС помощью проводящей сажи, графена или углеродных нанотрубок можно получать композитные материалы с проводящими свойствами.
Применение композитных материалов на основе смеси ТПУ/углеродных нанотрубок в авиационной отрасли.
Авиационные шины — единственные компоненты, которые соприкасаются с землей во время взлета и посадки, и они всегда считались «жемчужиной» шинной промышленности.
Добавление композитных материалов на основе смеси ТПУ/углеродных нанотрубок в резину протектора авиационных шин придает ей такие преимущества, как антистатические свойства, высокая теплопроводность, высокая износостойкость и сопротивление разрыву, что улучшает общие характеристики шины. Это позволяет равномерно передавать статический заряд, генерируемый шиной во время взлета и посадки, на землю, а также упрощает снижение производственных затрат.
Из-за наноразмера углеродных нанотрубок, несмотря на их способность улучшать различные свойства резины, в их применении также существует множество технических проблем, таких как плохая диспергируемость и разлетание в процессе смешивания с резиной.Проводящие частицы ТПУОбладают более равномерным распределением частиц, чем обычные полимеры на основе углеродного волокна, что позволяет улучшить антистатические свойства и теплопроводность в резиновой промышленности.
При использовании в шинах проводящие частицы из углеродных нанотрубок TPU обладают превосходной механической прочностью, хорошей теплопроводностью и низким объемным сопротивлением. В специальных транспортных средствах, таких как автоцистерны, транспортные средства для перевозки легковоспламеняющихся и взрывоопасных грузов и т. д., добавление углеродных нанотрубок в шины также решает проблему электростатического разряда в автомобилях среднего и высокого класса, дополнительно сокращает тормозной путь на сухой и мокрой дороге, снижает сопротивление качению, уменьшает шум и улучшает антистатические свойства.
Применениепроводящие частицы из углеродных нанотрубокНа поверхности высокоэффективных шин он продемонстрировал свои превосходные эксплуатационные характеристики, включая высокую износостойкость и теплопроводность, низкое сопротивление качению и долговечность, хороший антистатический эффект и т. д. Он может использоваться для производства высокоэффективных шин, безопасен и экологичен, и имеет широкие рыночные перспективы.
Применение смесей углеродных наночастиц с полимерными материалами позволяет получать новые композитные материалы с превосходными механическими свойствами, хорошей проводимостью, коррозионной стойкостью и электромагнитным экранированием. Полимерные композиты на основе углеродных нанотрубок рассматриваются как альтернатива традиционным интеллектуальным материалам и в будущем будут иметь все более широкий спектр применения.
Дата публикации: 28 августа 2025 г.